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重视煤电清洁 实现APEC蓝

随着现在工业、汽车等不断的发展,不仅给我们带来了方便,也给我们带来了污染,近两年频频光顾的雾霾,一次次把煤炭置于舆论的漩涡之中,在2014年北京APEC会议期间,京津冀实施道路限行和污染企业停工等措施,来保证空气质量达到良好水平。网友形容此时天空的蓝色为“APEC蓝”。但作为我国能源和电力消费的主体,煤炭并不是污染的代名词,“用煤不当”才是问题的关键。

通过现有的环保处理和清洁技术创新,煤电完全能达到接近天然气发电的排放标准,甚至还可以做到比其更清洁,更环保,与环境更友好。世界上最清洁、最高效的燃煤发电厂——上海外高桥第三发电有限责任公司(以下简称“外三”)已经证明了这一点。

“煤炭现在是、将来仍是我国能源的主力,而其用于发电的比例也将越来越大,以煤为主的能源格局在相当长时期内难以改变,可持续发展的出路则在于高效清洁利用。”中国工程院院士倪维斗的话掷地有声。

基于中国已探明一次能源中煤炭占比高达70%的特殊性,以及煤电总装机容量已达9亿千瓦的现实,煤炭的高效化和清洁化发展,应是我国长期的能源战略。

在中国能源研究会理事长柴松岳看来,当前中国的火电行业担负着双重任务:一是对现有燃煤电厂进行高效清洁节能减排改造,二是继续发展更为高效、清洁的燃煤电厂。 近几年来,随着我国大容量火电机组的技术不断提升,燃煤电厂的污染排放和供电煤耗都在逐渐下降,同时,我国燃煤电厂中也已经涌现出一大批高效运转、超低排放的电厂。

早在2008年建成投产时就创造了全世界最低实际运行供电煤耗的“外三”,通过持续的节能减排创新技术,不断刷新纪录。目前,其综合排放水平远优于号称史上最严的新版国家标准,粉尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度全部优于中国燃气轮机发电机组的排放标准水平。

提及“外三”的成功经验,参加2015APEC提高燃煤火电效率创新技术论坛的世界煤炭协会署理行政长官本杰明˙斯伯顿表示,这意味着燃煤电厂的节能减排潜力很大,完全可以像天然气电厂一样,做到绿色环保。

作为利用“外三”技术实施节能减排改造的首块试验田,华润电力旗下的铜山电厂5号机组实施了6项节能减排技术改造项目。

据华润(集团)有限公司副总经理、华润电力控股有限公司董事局主席兼总裁周俊卿介绍,改造使得机组的效率和节能减排水平明显提升。“通过与未改造的六号机组对比,在同等工况下,改造的5号机锅炉效率提高了1.4%,供电煤耗下降了约7克/千瓦时,每年约节约标煤42000吨,减排二氧化碳90552吨,氮氧化物24吨,二氧化硫37.8吨,烟尘10.5吨。”——而这也意味着,“外三”的节能创新技术可以复制,并且能够推广。

在清华大学热能工程系教授毛健雄看来,中国燃煤火电面临的最大挑战是如何最大限度地提高效率和降低排放,以实现清洁低碳的燃煤发电。中国已承诺在2030年左右要使全国的二氧化碳排放达到峰值,这对于中国的能源工业,尤其是燃煤火电提出巨大的挑战。

“在2030年前采用CCS技术来大规模降低燃煤火电厂的排放是不现实的,惟一可行的就是继续坚持‘上大压下’政策,坚持技术创新,像“外三”那样,利用创新技术不断大幅提高燃煤火电的效率、降低煤耗。”毛健雄表示。

他告诉记者,中国2013年燃煤火电的总发电是4190TWh,如果全国的平均煤耗都能够从现在的321克/千瓦时降低到“外三”厂的276克/千瓦时,那么全国火电每年可以减排的二氧化碳将会达到5亿6千万吨。

目前,华润电力集团、神华集团、中国大唐集团已经与上海申能能源科技有限公司签订了全面推广上海“外三”厂创新技术的战略合作协议。这三家电力集团火电装机容量相加超过2亿千瓦,约占全国火电装机容量的四分之一,将对电力行业节能减排技术革命产生巨大的影响。

而除了推广以“外三”为代表的火电厂节能减排系列创新技术外,中国能源研究会节能减排中心主任王凡呼吁,还应对我国现有的7000多万千瓦超高压机组、4亿多千瓦亚临界机组进行跨代升级改造,使之达到超临界机组的水平,其供电煤耗可以降到300以下。

散烧煤不容忽视

 在大家纷纷将审视的目光聚焦在火电厂上时,一个非常重要的角色却常常被忽略了。

在我国的用煤结构中,有一半燃煤用作了发电,即俗称的“煤电”,还有一半则用于工业和生活散烧用煤,所谓“散烧煤”,而后者才是真正的污染和排放大户。据王凡介绍,我国燃煤消费总量的四分之三是电站锅炉和工业锅炉直接燃烧,其排放的大气污染物约占全国总量的30%。

事实上,为了降低煤电的排放强度,我国已发布并陆续实施了堪称世界最严的大气污染物排放标准,但对于燃煤效率远低于大型火电厂、污染排放未经系统处理的散烧煤,却一直都缺乏有效、严格的管理。

针对生活用煤,上海外高桥第三发电有限责任公司总经理冯伟忠曾经打过一个比方,“没有系统的脱硫、脱硝、除尘,5000万吨家庭用煤的大气污染物排放总量大约等同于10亿吨煤电。”

 而根据国家发改委能源研究所发布的数据,目前全国在役工业燃煤锅炉超过60万台,还有大量的分散供热取暖小锅炉。一个广为传播的数据指出,“仅工业锅炉排放的烟尘和二氧化硫就分别占全国总排放量的41.6%和22.2%”。

对于这部分污染,包括原国家能源部部长黄毅诚、中国工程院院士倪维斗以及中国电力企业联合会秘书长王志轩等在内的众多能源专家都在积极奔走呼吁。

王凡告诉记者,作为提高燃煤火电效率的重要途径之一,中国能源研究会节能减排中心已提出了“工业锅炉节能减排治理污染系统解决方案”,即建设以洁净煤为燃料的分布式能源热电中心,尽快将社会散烧煤及低效小型燃煤工业锅炉转成用电及集中燃煤热电联供。

他介绍说,我国大型火电厂一般采用冷凝式机组,电厂的平均综合效率为38%左右,发电效率最好的上海“外三”也不超过45%。如果按照“以热定电”原则,发展背压式热电联产,不但系统综合效率可提高至85%以上,其副产品——电力的供电煤耗也可达到160克标准煤,仅相当于目前全国火电机组平均煤耗的一半。丹麦等发达国家已实现了这样的热电联产方式。

在节能减排中心的统一部署和协调下,广东中山小榄节能公司将在我国广东开启洁净煤分布式热电联产示范工程。3月26日,该公司与西门子举办签字仪式,首次批量引进了15台套背压式工业汽轮发电机。按照王凡的说法,如果现有的60万台燃煤工业锅炉,都实现背压发电的热电联产,就可以增加6亿~9亿千瓦的电力装机,这比现在全国五大电力集团的火电装机容量总和还多。而这些发电能力都在负荷中心,发电与工业用户用能同步,多数可以被用户直接消化,若直接参与调峰,还可减少大量的电网投资和输电线路损耗。

“该方案,从源头治理污染,推广使用洁净煤,应用解耦燃烧方式有效控制氮氧化物排放,在发展热电联产的同时,还能有效治理工业锅炉对大气环境造成的污染,达到天然气锅炉的排放标准,这对提高能源利用效率,降低污染排放,改变能源结构,都将起到积极的示范和推动作用。”王凡称,如果燃煤电站锅炉和工业锅炉的大气污染物排放都达到了天然气的排放标准,就可以使全国的空气质量得到显著改善。
   

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